支撑刚度及预加轴力对基坑变形和内力的影响分析.pdf

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1、城市建筑┃地基•基础┃URBANISMANDARCHITECTURE┃SUBGRADE•FOUNDATION支撑刚度及预加轴力对基坑变形和内力的影响分析■朱晶晶[摘要]本文结合地铁深基坑工程，分析了支撑刚度及预式中：KR为支撑结构水平刚度系数；λ为支撑加轴力对基坑变形和内力的影响。结果表明：随着支撑刚不动点调整系数，α为支撑松弛系数；E为支撑构件度的增大，围护结构弯矩及位移均减小；随着预加轴力的材料的弹性模量；A为支撑构件横截面积；l0为支撑增大，围护结构最大位移减小，最大弯矩和最大剪力呈增构件的受压计算长度；ba为挡土结构计算宽度

2、；S为大趋势。支撑的水平距离。2.实例分析[关键词]预加轴力支撑刚度深基坑为了分析支撑刚度对围护结构内力及变形的影响，现以广州某地铁工程深基坑为例，采用理正深目前，全国各大城市的地铁建设正在如火如荼基坑支护设计软件F-SPW7.0进行计算说明。地进行，地铁基坑工程大量涌现，各种支护形式也该基坑长度80m，宽度24.5m，深度16.9m。工在不断发展和完善。其中，应用较为广泛的当属地程场地土层依次为人工填土、中砂、砾砂、全风化下连续墙加内支撑这一支护形式。常见的内支撑形花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩。地下水埋式有钢支撑和钢筋混凝土

3、支撑两种，而钢支撑具有深2.0m。基坑采用800mm厚连续墙+3道内支撑支护，施工方便、安装拆除快捷及可重复使用等优点，因第一道为钢筋混凝土支撑，第二、三道为钢支撑。此被广泛使用于地铁工程中。在钢支撑的设计和施岩土物理力学参数取值见表1，围护结构平面布置及工中，支撑刚度及预加轴力对基坑围护结构的受力剖面图见图1、图2。和变形起着重要作用。一、支撑刚度对围护结构变形和内力的影响分析1.支撑刚度的计算方法目前，深基坑支护计算普遍采用理正深基坑设计软件，其对支撑刚度的计算，采用的是《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中建议的

4、计算公图2围护结构剖面图（单位：mm）式：αREAbakR=图1围护结构平面布置图（单位：mm）λls0表1岩土物理力学参数土层岩土名称天然密度ρ（g/cm3）粘聚力c（kPa）内摩擦角φ（°）压缩模量Es（MPa）渗透系数K（m/d）<1>填土1.9220153.530.5<3-2>中粗砂2.1/32/10<3-3>砾砂2.08/33/80<6H>全风化花岗岩1.8923.322.44.400.500<7H>强风化花岗岩1.9850307.201.000<8H>中风化花岗岩2.70300～60030～38/0.200为了比较不同支

5、撑刚度对围护结构的内力及变形影响，选择地铁工程中常用的钢支撑型号进行计算，相关计算结果见表2。表2不同支撑刚度对围护结构内力及变形影响计算结果最大弯矩第一道混凝土支撑轴力第二道钢支撑轴力设计第三道钢支撑轴力设计最大剪力设计值钢支撑规格（mm）支撑刚度（MN/m）预加轴力（kN）最大位移（mm）设计值设计值（kN）值（kN）值（kN）（kN）（kN×m）φ600x1627250017122760215413.27820580φ609x1628250017162764216213.17817580φ630x162915001712276

6、6216913.08814580φ800x1636650017122782221912.52797581图3为支撑轴力随支撑刚度的变化关系图，从图3中可知，随着支撑刚度的增大，支撑轴力有增大的趋势，但其影响作用也十分有限。图4为围护结构弯矩及位移随支撑刚度的变化关系图，从图中知，随着支撑刚度的增大，围护结构弯矩及位移均减小，故在对于周边环境复杂，对位移要求严格的基坑施工中，可选择刚度大的支撑，以减小围护结构的内力及位移。图4围护结构最大弯矩、最大位移与支撑刚度的关系图3支撑轴力与支撑刚度的关系167二、预加力对围护结构变形和内力的影

7、响分析目前在地铁深基坑工程中，对于钢支撑的预加轴力力。由于钢支撑材料具有质量轻、强度高、理想弹大多由设计者预先设定。本文拟对比分析在不同水以上述基坑工程为例，选择地铁使用较多的塑性等特性，可通过给钢支撑施加一定预加力，以平的预加轴力作用下，围护结构的位移、内力、支φ609×16钢支撑，分别计算不同预加力水平作用平衡基坑的侧土压力，从而有效控制基坑变形。但撑轴力的变化，以期确定工程中的较为合理的预加下，围护结构的内力及变形，计算结果见表3。表3不同预加力对围护结构变形和内力的影响计算结果第二道钢支撑第三道钢支撑预加轴力/轴力第一道混凝

8、土支撑轴力最大弯矩设计值最大剪力设计值最大位移（mm）设计值设计值（kN）（kN×m）（kN）预加轴力（kN）轴力设计值（kN）预加轴力（kN）轴力设计值（kN）01693022550183013.8195670640%1753107